基于相移干涉法的IC芯片封裝表面形貌測(cè)量系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著集成電路的發(fā)展,芯片可靠性越來越重要,封裝測(cè)試已成為集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。芯片可靠性可通過加速壽命實(shí)驗(yàn)測(cè)量芯片封裝表面形貌,分析芯片熱應(yīng)力分布來評(píng)估。當(dāng)芯片封裝的熱應(yīng)力達(dá)到一定程度時(shí),將導(dǎo)致封裝損壞以至芯片失效,因此芯片封裝表面形貌的測(cè)量對(duì)分析芯片可靠性有重要的意義。目前對(duì)于芯片封裝表面形貌測(cè)量的研究非常少見,本文提出以相移電子散斑干涉作為測(cè)量手段,建立一套完整的用于加速壽命試驗(yàn)中芯片封裝表面形貌的測(cè)量系統(tǒng)。
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2、文設(shè)計(jì)的測(cè)量系統(tǒng)采用壓電陶瓷作為相移器實(shí)現(xiàn)五步相移,測(cè)量加速壽命實(shí)驗(yàn)中芯片封裝表面形貌,精度可達(dá)到λ/20。測(cè)量系統(tǒng)主要由相移干涉光路、相移器、相移驅(qū)動(dòng)電源、溫度控制、圖像采集及圖像處理六部分組成。相移器的非線性誤差是相移測(cè)量誤差主要來源之一,必須對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格標(biāo)定,本文使用高精度功率計(jì)對(duì)相移器的線性度進(jìn)行了標(biāo)定,選擇線性度最好的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)五步相移;根據(jù)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)電壓放大線性度、電壓分辨率和紋波的要求,使用程控電源技術(shù)設(shè)計(jì)了相移驅(qū)動(dòng)電源,并

3、對(duì)其進(jìn)行了參數(shù)測(cè)試和分析;通過研究抗噪聲能力最強(qiáng)的相移圖像采樣方式和對(duì)比不同相位提取算法對(duì)相移誤差的敏感程度,選擇等間距滿周期采樣的步進(jìn)式五步相移算法;分析傳統(tǒng)解裹算法失敗的原因,采取在解包裹后再校正的方法,準(zhǔn)確的恢復(fù)出測(cè)量物的相位信息;運(yùn)用多線程和window消息機(jī)制,根據(jù)測(cè)量的需要重新開發(fā)相移電子散斑干涉圖像采集系統(tǒng),改善了原系統(tǒng)不穩(wěn)定的缺點(diǎn)并增加了部分功能;通過試驗(yàn),系統(tǒng)測(cè)量了OP07在70℃環(huán)境正常工作2分鐘后的表面形貌,并且以